氮化物半导体基板的制造方法和层叠结构体技术

一种氮化物半导体基板的制造方法，其使用气相外延法，所述制造方法具有如下工序：准备基底基板的工序，所述基底基板由III族氮化物半导体的单晶形成，相对于主面最近的低指数晶面为(0001)面；蚀刻工序，对基底基板的主面进行蚀刻，使该主面发生粗面化；第一工序，使III族氮化物半导体的单晶在基底基板的主面上外延生长，以经粗面化的基底基板的主面为起因，使单晶的表面产生由除了(0001)面之外的倾斜界面构成的多个凹部，使多个凹部中的至少任一个随着向基底基板的主面的上方去而缓缓扩大，(0001)面消失，使具有仅由倾斜界面构成的第一面的第一层生长；以及，第二工序，使III族氮化物半导体的单晶在第一层上外延生长，使倾斜界面消失，使具有经镜面化的第二面的第二层生长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氮化物半导体基板的制造方法和层叠结构体
本专利技术涉及氮化物半导体基板的制造方法和层叠结构体。
技术介绍
已知有将由III族氮化物半导体的单晶形成的基板用作基底基板(种基板)，使由III族氮化物半导体的单晶形成的晶体层在该基底基板之中的最近的低指数晶面为(0001)面的主面上进一步生长的方法。根据该方法，通过将以规定的厚度生长的晶体层进行切片，能够得到至少1个氮化物半导体基板(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-60349号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，提高氮化物半导体基板的晶体品质。用于解决问题的方案根据本专利技术的一个方式，提供一种氮化物半导体基板的制造方法，其使用气相外延法，所述制造方法具有如下工序：准备基底基板的工序，所述基底基板由III族氮化物半导体的单晶形成，相对于主面最近的低指数晶面为(0001)面；蚀刻工序，对前述基底基板的前述主面进行蚀刻，使该主面粗面化；第一工序，使III族氮化物半导体的单晶在前述基底基板的前述主面上外延生长，以经粗面化的前述基底基板的前述主面为起因，使前述单晶的表面产生由除了(0001)面之外的倾斜界面构成的多个凹部，使前述多个凹部中的至少任一个随着向前述基底基板的前述主面的上方去而缓缓扩大，(0001)面消失，使具有仅由前述倾斜界面构成的第一面的第一层生长；以及第二工序，使III族氮化物半导体的单晶在前述第一层上外延生长，使前述倾斜界面消失，使具有经镜面化的第二面的第二层生长。根据本专利技术的其它方式，提供一种层叠结构体，其具备：基底基板，其由III族氮化物半导体的单晶形成，具有经粗面化的主面，相对于将前述主面平均化而得的假想平面最近的低指数晶面为(0001)面；第一低氧浓度区域，其设置在前述基底基板的前述主面上，且由III族氮化物半导体的单晶形成；高氧浓度区域，其设置在前述第一低氧浓度区域上，且由III族氮化物半导体的单晶形成；以及第二低氧浓度区域，其设置在前述高氧浓度区域上，且由III族氮化物半导体的单晶形成，前述高氧浓度区域的氧浓度高于前述第一低氧浓度区域和前述第二低氧浓度区域各自的氧浓度，观察与前述主面垂直的任意截面时，前述第一低氧浓度区域的上表面具有多个谷部和多个山部，夹着前述多个谷部之中的1个谷部的前述多个山部之中最接近的一对山部彼此在沿着前述主面的方向上间隔的平均距离超过100μm。专利技术的效果根据本专利技术，能够提高氮化物半导体基板的晶体品质。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法的流程图。图2的(a)～(g)是表示本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法的一部分的概略截面图。图3的(a)～(c)是表示本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法的一部分的概略截面图。图4的(a)～(b)是表示本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法的一部分的概略截面图。图5的(a)～(b)是表示本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法的一部分的概略截面图。图6的(a)是表示在倾斜界面和c面各自既不扩大也不缩小的基准生长条件下的生长过程的概略截面图，图6的(b)是表示在倾斜界面扩大且c面缩小的第一生长条件下的生长过程的概略截面图。图7是表示在倾斜界面缩小且c面扩大的第二生长条件下的生长过程的概略截面图。图8的(a)是表示本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的概略上表面图，图8的(b)是本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的沿着m轴的概略截面图，图8的(c)是本专利技术的一个实施方式所述的氮化物半导体基板的沿着a轴的概略截面图。图9的(a)是表示针对弯曲的c面的X射线衍射的概略截面图，图9的(b)和(c)是表示相对于c面的曲率半径的、(0002)面的衍射角度的波动的图。图10的(a)是表示利用扫描型电子显微镜观察实验1的样品1的表面而得的观察图像的图，图10的(b)是表示利用扫描型电子显微镜观察实验1的样品2的表面而得的观察图像的图，图10的(c)是表示利用扫描型电子显微镜观察实验1的样品3的表面而得的观察图像的图。图11是使用多光子激发显微镜，对实施例的氮化物半导体基板的主面进行观察的图。具体实施方式<专利技术人等获得的见解>首先，针对专利技术人等获得的见解进行说明。(i)关于位错密度一直以来，如上所述，在进一步使晶体层在由III族氮化物半导体的单晶形成的基底基板上外延生长的情况下，例如，使基底基板上的晶体层不露出除c面之外的倾斜界面，仅以c面作为生长面来进行生长。在该情况下，存在晶体层的表面中的位错密度与该晶体层的厚度成反比的倾向。然而，仅以c面作为生长面而使晶体层生长时，如果不使晶体层生长得非常厚，就无法充分降低晶体层的表面中的位错密度。因此，用于获得具有主面中的期望位错密度的氮化物半导体基板的生产率降低。因此，期望能够高效地获得具有低位错密度的氮化物半导体基板的技术。(ii)关于偏离角偏差在氮化物半导体基板中，有时(0001)面相对于主面弯曲成凹球面状。若(0001)面相对于主面发生弯曲，则<0001>轴相对于主面的法线所成的角度、即偏离角在主面内变得不均。氮化物半导体基板的偏离角例如会影响在该基板上生长的半导体功能层的表面形态。例如，在基板的(0001)面的曲率半径小、基板的偏离角的偏差大的情况下，有时在基板上的一部分因偏离角而导致半导体功能层的表面形态恶化。因此，使用该基板来制作作为肖特基势垒二极管(SBD)的半导体装置时，在从半导体功能层的表面形态发生了恶化的部分切出的半导体装置中，存在耐压、可靠性降低的可能性。另外，在例如向该基板上掺杂铟(In)而形成发光层的情况下，氮化物半导体基板的偏离角会影响发光层中的In含量。例如，在基板的(0001)面的曲率半径小、基板的偏离角的偏差大的情况下，取决于基板的偏离角的偏差，发光层中的In含量产生偏差。因此，在具有该发光层的发光元件中，有可能产生发光波长的偏差、发光不均。因此，为了不产生表面形态的恶化、发光不均等实用方面的课题，期望能够减小氮化物半导体基板中的偏离角的偏差的技术。本专利技术基于专利技术人等发现的上述见解(i)和(ii)。<本专利技术的一个实施方式>以下，针对本专利技术的一个实施方式，参照附图进行说明。(1)氮化物半导体基板的制造方法使用图1～图5，针对本实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法进行说明。图1是表示本实施方式所述的氮化物半导体基板的制造方法的流程图。图2的(a)～(g)、图3的(a)～(c)、图4的(a)～图5的(b)是表示本实施方式所述的氮化物半导体基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化物半导体基板的制造方法，其使用气相外延法，所述制造方法具有如下工序：/n准备基底基板的工序，所述基底基板由III族氮化物半导体的单晶形成，相对于主面最近的低指数晶面为(0001)面；/n蚀刻工序，对所述基底基板的所述主面进行蚀刻，使该主面粗面化；/n第一工序，使III族氮化物半导体的单晶在所述基底基板的所述主面上外延生长，以经粗面化的所述基底基板的所述主面为起因，使所述单晶的表面产生由除了(0001)面之外的倾斜界面构成的多个凹部，使所述多个凹部中的至少任一个随着向所述基底基板的所述主面的上方去而缓缓扩大，(0001)面消失，使具有仅由所述倾斜界面构成的第一面的第一层生长；以及/n第二工序，使III族氮化物半导体的单晶在所述第一层上外延生长，使所述倾斜界面消失，使具有经镜面化的第二面的第二层生长。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181108 JP 2018-2105361.一种氮化物半导体基板的制造方法，其使用气相外延法，所述制造方法具有如下工序：
准备基底基板的工序，所述基底基板由III族氮化物半导体的单晶形成，相对于主面最近的低指数晶面为(0001)面；
蚀刻工序，对所述基底基板的所述主面进行蚀刻，使该主面粗面化；
第一工序，使III族氮化物半导体的单晶在所述基底基板的所述主面上外延生长，以经粗面化的所述基底基板的所述主面为起因，使所述单晶的表面产生由除了(0001)面之外的倾斜界面构成的多个凹部，使所述多个凹部中的至少任一个随着向所述基底基板的所述主面的上方去而缓缓扩大，(0001)面消失，使具有仅由所述倾斜界面构成的第一面的第一层生长；以及
第二工序，使III族氮化物半导体的单晶在所述第一层上外延生长，使所述倾斜界面消失，使具有经镜面化的第二面的第二层生长。


2.根据权利要求1所述的氮化物半导体基板的制造方法，其中，
所述蚀刻工序中，
在气相生长装置内将规定的蚀刻气体供给至所述基底基板的所述主面，将该基底基板的所述主面直接蚀刻，
所述第一工序中，
保持将经粗面化的所述基底基板配置在所述气相生长装置内的状态，使用该气相生长装置，使所述第一层生长。


3.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体基板的制造方法，其中，
所述蚀刻工序中，
在所述基底基板的所述主面形成相对较深的多个深谷部和相对较浅的多个浅谷部，
所述第一工序中，
随着向所述基底基板的所述主面的上方去，在所述多个浅谷部各自的上方使所述多个凹部的一部分缓缓消失，在所述多个深谷部各自的上方使所述多个凹部的其他部分缓缓扩大，由此在所述第一层的所述第一面形成多个谷部和多个顶部。


4.根据权利要求3所述的氮化物半导体基板的制造方法，其中，所述第一工序中，
观察与所述主面垂直的任意截面时，夹着所述多个谷部之中的1个谷部的所述多个顶部之中最接近的一对顶部彼此在沿着所述主面的方向上间隔的平均距离设为超过100μm。


5.根据权利要求4所述的氮化物半导体基板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田丈洋，
申请(专利权)人：赛奥科思有限公司，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP